JPS5951091A - 液体充填用充填ヘツド及び充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カップに液体を重力の作用により定量充填す
るいわゆるグラビテイ充填シール機に於て、大容量を一
度に精度よく充填するのに適した充填ヘッド及びその充
填ヘッドを用いた充填装置に関する。

従来からグラビテイ充填機の充填は、充填時間をタイマ
ーで設定したり、電磁弁で液をオフ、オン制御したりす
るものがあるが充填ノズルからの液のボタ落があったり
して充填精度が出ない欠点がある。又短時間に大容量で
精度よく充填するものに、多ヘツド充填装置を備えたロ
ータリ一式の充填装置があるが大損りになるため高価に
なる欠点があった。その上高温下での充填ではサクショ
ンポンプにおいて気泡が混入する問題があった。

本発明の第１の目的は液体用充填ヘッドにおいて液体の
ぼた落ちおよび液体の飛びばねをなくすことである。

本発明の第２の目的は、液体用充填装置において、液体
のぼた落ちをなくシシかも短時間に比較的大容量の高温
液体を精度よ（充填できるようにすることにある。

本発明による液体充填用充填ヘッドは、供給口を介して
内部に液体が入れられるようになった中空のヘッド本体
の下部に中空のノズル本体を設け、該ノズル本体内には
第１及び第２の弁を直列に並べて設け、それら二つの弁
を弁棒によりほぼ同時に開閉動作できるようにし、該弁
棒を流体式作動装置で動作させるように構成されている
。

上記構成の充填ヘッドでは第１の弁の外側に第２の弁す
なわち液だれ防止弁を設けたので充填停止］−後に液だ
れか生ずることがなくなる。

本発明による充填装置は供給口を介して内部に液体が入
れられるようになった中空のへノド本体の下部に中空の
ノズル本体を設け、該ノズル本体内には第１及び第２の
非直列に並べ−て設け、それら二つの弁を弁棒によりほ
ぼ同時に開閉動作できるようにし、該弁棒な流体式作動
装置で動作させるようにし、該作動装置にはメカニカル
パルプにより流体の供給開始及び停止を行なう流体回路
を接続し、該メカニカルパルプを充填シール機の信号に
よって動作するクラッチブレーキ付減速機により駆動さ
れかつ定位置停止手段により停止されるカムにより動作
させるように構成されている。

上記構成の充填装置は充填ヘッドの開閉動作を行なう流
体作動装置の動作をクラッチブレーキ付減速機により駆
動されかつ定位置停止手段により停止されるカムにより
開閉動作されるメカニカルバルブで制御するので、前記
液だれ防止効果と併せて高温の液体でも高速で精度よく
（正確な流量で）充填できる。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図において本実施例の充填装置の全体が示されてい
る。この充填装置１は充填ヘッド２と、充填ヘッド２に
フレキシブルパイプ５を介して接続された公知の構造の
充填液供給ホッパ６と、充填ノズルの流体作動装置すな
わち空気圧シリンダに接続された流体圧回路７と、流体
圧回路に設けられたメカニカルバルブの動作を制御する
制御装置８である。

第２図ないし第５図において、充填ヘッド２は上部に入
口２１が形成された中空円筒状の本体２０と、その本体
２０の下部に取り付けられた充填ノズル３０と、本体２
０の上部に取り付けられた流体作動装置（以下エアシリ
ンダ）４０とで構成されている。

本体２０内にはエアシリンダ４０の動作を充填ノズル内
に設けられた後述の弁に伝えるロッド２２が設けられて
いる。このロッド２２は本体内に設けられた一対のガイ
ド２３及び２４により軸方向に移動可能に案内されてい
る。ガイド２４には充填液が通る通孔２４０が貫通形成
されている。本体２０内の室２５内には入口２１を介し
て充填液が送られるように、なっている。

充填ノズル３０は、本体２０の下部に形成されたねじ２
６に螺合されるコネクタリング２７により、本体下端に
取外し可能に取り付けられるノズル本体３１と、ノズル
本体３１内に軸方向に隔てて直列に並べて設けられた第
１及び第２の弁３２及び３３と、本体内に設けられたガ
イド３４に軸方向に移動可能に案内されている弁棒３５
とを有している。弁棒３５はガイド３４と弁棒の」一端
に固定されたばね受３６との間に設けられたばね３７に
より常に上方に弾圧されている。

第１の弁３２は液止め弁を構成していて、ノズル本体３
１の内側の内周に形成された弁座３２１とノズル本体３
１内に設けられかつ弁棒に移動可能に案内された弁体３
２２とを有している。弁体３２２の円錐面３２３には弁
座３２１と密接するＯリングシール３２４が設けられて
いる。第２の弁３３は液だれ防止弁を成していて、ノズ
ル本体３１の下端内周に形成された弁座３３１と弁棒３
５の下端に固定された弁体３３２とを有している。

この第２の弁は弁体の円錐面３３３が弁座３３１の円錐
内面と直接係合して液だれを防止している。

弁体３２２と３３２との間にばばね３３５が設けられ、
弁体３２２の上端が弁体に固定されたスト／・パ３８に
当接するように弁体３２２を弾圧している。弁棒３５の
外周には弁体３２２と弁棒との間から液漏れを防止する
シール部材３９４／、、３９ｈが設けられている。

エアシリンダ４０は本体２０の上端に接続部材２８を介
して取外し可能に取り付けられるようになっているシリ
ンダ本体４１と、シリンダ本体４１内に移動可能に設け
られたピストン４２と、ピストン４２に固定されかつシ
リンダ本体を軸方向に貫通して伸びているピストンロッ
ド４３と、シリンダ室４４／Ｉ内に設けられているピス
トン４２及びピストンロッド４３を上端位置に弾圧して
いるばね４５とを有している。ピストンロッド４３の上
端（シリンダ本体の外部に突出している）のねじ４３０
には一対のストローク調整ねじ４６α。

４６ｈが咄１合されている。ピストンロッドの下端はコ
ネクタ４９を介してロッド２２の上端に接続されている
。

」二記充填ヘッドにおいてエアシリンダ４００室４４、
　（Ｌ内に空気圧が供給されていないときピストン４２
及びピストンロッド４３はばね４５及び（又は）室４４
ｈ内に作用する空気圧により上昇され、したがってロッ
ド２２も上昇される。したがって本体３２２のＯリング
シール３２４は弁座３２１に係合かつ弁体３３２の円錐
外面３３３は弁座３３１と密封係合し、第１及び第２の
弁は閉弁している。

次に給排ボート４８ａから室４４４に所定の空気圧を供
給するとピストン４２及びピストンロッド４３が降下し
てロッド２２を介して弁棒３５を押し下げ、弁体３３２
，３２２を押し下げて第１及び第２の弁を開弁する。

なおピストンが上昇位置にあるとき、ピストン、ピスト
ンロッド等により弁棒の上昇が妨げられて弁体３３２が
弁座３３１から離れてしまうのを防止するためにロッド
の下端と弁棒の上端とがわずかに離れるようになってい
る。また弁体３２２のＯリングシール３２４と弁座とが
完全に係合しな（なるのを防止するためストッパ３８の
下面と弁棒の上端面（ストッパに当る面）とわずかに離
れるようになっている。

充填液供給ホッパ６は液面制御装置によって常時一定の
液面の高さが保たれるようにされた公知の構造のもので
あるから、構造及び動作の詳細な説明は省略する。

空気圧供給回路７は、エアシリンダの給排ポート４８　
（ｔと空気圧源７０との間で導管７１により直列に接続
されたそれぞれ公知の構造の速度制御装置ｔ、７２、電
磁弁７３、メカニカルバルブ７４及び減圧弁７５と、給
排ポー）４８５と空気圧源７０との間で導管７６により
接続された速度制御装置７７及び減圧弁７８とを有して
いる。

電磁弁７３はコンベアで移送される充填容器ｒの有無の
信号を受けて動作するようになっていて、コンベア上で
容器ｒが送られているときはいつも開弁状態にあり、容
器が送られて来なくなると閉弁状態になる。

メカニカルバルブは弁棒７４１を機械式に動作させるこ
とによって開閉する。

減圧弁７５は空気圧源７０の空気圧を約４．５（２）に
減圧し、減圧弁７８は約１．５〜に減圧するようになっ
ている。

制御装置８は、減速機８０と、減速機の入力軸８０１に
接続された公知の構造のクラッチブレーキ８１と、クラ
ッチブレーキ８１にチェーン或はタイミングベルト等に
より連結されたモータ８２と、減速機８０の出力軸８０
２にチェーン８４を介して接続されていて減速機を介し
て回転されるカム軸８５と、カム軸８５に固定されたカ
ム８６とを有している。

カム軸８５にはカム８６の輪郭曲線と一定の位置関係を
もたせて位置表示板８７が固定され、その位置表示板を
例えば光電式又は磁気式の近接スイッチ８８により位置
表示板を検出しその検出信号を発するようになっている
。

クラッチブレーキ８１は充填シール機から充填信号を受
け８て係合し、モータの回転を変速機の入力軸８０１に
伝え、かつ近接スイッチ８８から送られる表示板の位置
信号したがってカム軸の位置信号により離脱しモータに
よる入力軸の回転を停止するようになっている。

メカニカルパルプ７４は、弁棒７４１の先端がカムの外
周と係合ずろようになっていて、そのカムにより切換動
作されるようになっている、次に充填装置６の動作につ
いて説明する。

モータ８２は常時一定の速度で回転されている。

そして充填シール機から充填信号がクラッチブレーキ８
１に送られるとそのクラッチブレーキ８１が係合して減
速・機の入力軸８０１が回転し始め減速機を介してカム
軸８５及びカム８６が回転し始める。そしてそのカムに
よりメカニカルパルプ７４の弁棒７４１が押されると開
弁じ、エア７リンダ４０の入力ポート４８ａに空気圧が
供給される。

し７たがってピストン４２、ピストンロッド４３が降下
して、ロッドを介して弁棒３５を押し下げ、第１及び第
２の弁を開弁し、充填液を容器ｒ内への液の充填が開始
する。

カムが一定時間（角度）回転して弁棒７４１の抑圧が解
除されるとメカニカルパルプ７４切す換り、エア７リン
ダ４０の給排ボート４８ａへの空気圧の供給が停止する
。したが−ってピストン４２及びピストンロッド４３は
ばね及び（又は）室４４ｂ内の圧力により上昇し、ロッ
ド２２も上昇する。このため弁棒３５はばね３７の作用
により上昇し、まず第１の弁３２が閉弁し、続いて第２
の弁すなわち液だれ防止弁が閉じる。したがってノズル
本体内面に付着した液がたれて落ちるのを防止できる。

また閉弁の際閉まる直前に通路がせばまり流体が勢いよ
く飛び散るが円筒内であるから外に飛びはねることはな
い。

以下同様にして充填動作をくり返し行ない、容器ｒ内に
一定量の液を充填する。

上記実施例の充填装置ではクラッチブレーキとカムとの
組合せによりクラッチブレーキの応答速度係合のばらつ
きを避け、完全に正確に動作する範囲内でメカニカルパ
ルプが動作するようにカムによる動作位置を設定するの
で充填ヘッドの二つの弁の開弁時間したがって充填時間
を正確に設定でき、充填精度を高く（実験では±１％以
内）できる。

しかも吸入ポンプ式ではないから気泡の混入がなく、比
較的大容器の充填を精度良くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体用充填装置の概略構成図、第
２図は充填ヘッドの断面図、第３図は充填ヘッドの充填
ノズルの拡大断面図、第４図は第１の弁の弁体の斜視図
、第５図は第２の弁体の斜視図、第６図は流体作動装置
の断面図、第７図はクラッチブレーキの動作と充填時間
との関係を示す図である。 に充填装置 ２：充填ヘッド ２０：本体　　　　　３０：充填ノズル３１：ノズル本
体　　３２：第１の弁 ３３：第２の弁　　　４０：流体作動装置６：供給ホッ
パ ７：流体回路 ８：制御装置 ８０：減速機　８１：クラソチブレーキ８６：カム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、供給口を介して内部に液体が入れられるようになっ
   た中空のヘッド本体の下部に中空のノズル本体を設け、
   該ノズル本体内には第１及び第２の弁を直列に並べて設
   け、それら二つの弁を弁棒によりほぼ同時に開閉動作で
   きるようにし、該弁棒な流体式作動装置で動作させる液
   体充填用充填ヘッド。 ２　供給口を介して内部に液体が入れられるようになっ
   た中空のヘッド本体内には第１及び第２の弁直列に並べ
   て設け、それら二つの弁を弁棒によりほぼ同時に開閉動
   作できるようにし、該弁棒な流体式作動装置で動作させ
   るようにし、該作動装置にはメカニカルパルプにより流
   体の供給開始及び停止を行なう流体回路を接続し、該メ
   カニカルバルブを充填シール機の信号によって動作する
   クラッチブレーキ付減速機により駆動されかつ定位置停
   止手段により停止されるカムにより動作させることを特
   徴とした充填装置。